0 Daumen
185 Aufrufe

ich muss eine Aufgabe beweisen und weiß nicht wie ich anfangen kann/soll. Die Aufgabe lautet:

Seien n eine ungerade natürliche Zahl und B ∈ Matn×n(ℝ), so dass gilt: Bt=-B. Beweise, dass gilt: det(B)=0. Bleibt die Aussage richtig, wenn n eine gerade Zahl ist?

Avatar von

Informiere Dich über Rechenregeln bei Determinanten und bilde von beiden Seiten der Gleichung jeweils die Determinanten.

Okay, mach ich :)

1 Antwort

+1 Daumen

Aloha :)

Die Determinante der transponierten Matrix \(B^T\) ist gleich der Determinante von \(B\):$$\operatorname{det}(B^T)=\operatorname{det}(B)$$Du kannst aus jeder Zeile der Determinante einen Faktor vor die Determinante ziehen. Da wir hier \(n\) Zeilen haben, bedeutet das:$$\operatorname{det}\begin{pmatrix}-b_{11} & -b_{12} & \cdots & -b_{1n}\\-b_{21} & -b_{22} & \cdots & -b_{2n}\\-b_{31} & -b_{32} & \cdots & -b_{3n}\\\vdots & \vdots & \ddots & \vdots\\-b_{n1} & -b_{n2} & \cdots & -b_{nn}\end{pmatrix}=(-1)^n\operatorname{det}\begin{pmatrix}b_{11} & b_{12} & \cdots & b_{1n}\\b_{21} & b_{22} & \cdots & b_{2n}\\b_{31} & b_{33} & \cdots & b_{3n}\\\vdots & \vdots &\ddots & \vdots\\b_{n1} & b_{n2} & \cdots & b_{nn}\end{pmatrix}$$Das heißt also:$$\operatorname{det}(-B)=(-1)^n\cdot\operatorname{det}(B)$$

Weil hier \(B^T=-B\) vorgegeben ist, gilt:$$\operatorname{det}(B)=\operatorname{det}(B^T)=\operatorname{det}(-B)=(-1)^n\operatorname{det}(B)$$

Für ungerade \(n\) ist \((-1)^n=(-1)\), sodass:$$\operatorname{det}(B)=-\operatorname{det}(B)\implies2\operatorname{det}(B)=0\implies\operatorname{det}(B)=0\quad\checkmark$$

Für gerade \(n\) ist \((-1)^n=1\), sodass lediglich \(\operatorname{det}(B)=\operatorname{det}(B)\) folgt. Das wussten wir aber schon voher. Insbesondere können wir daraus nicht folgern, dass \(\operatorname{det}(B)=0\) gilt.

Avatar von 148 k 🚀

Dankeschön! Ich verstehe den Weg!

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community